抓住機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)教學(xué)儀器研制與人才培養(yǎng)的飛躍
——北京大學(xué)吳思誠先生在第9屆全國高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)閉幕式上的講話

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抓住機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)教學(xué)儀器研制與人才培養(yǎng)的飛躍
——北京大學(xué)吳思誠先生在第9屆全國高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)閉幕式上的講話

各位老師：

很高興有機(jī)會(huì)和大家一起分享我國高等物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的優(yōu)秀成果，探討我國物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題與解決的方案，暢想我國物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)長遠(yuǎn)發(fā)展的宏偉藍(lán)圖。下面我就本次參會(huì)感觸較深的幾個(gè)問題談?wù)効捶ā?/p>

1　部分自制教學(xué)儀器已經(jīng)達(dá)到或接近國際的先進(jìn)水平

記得2006年在重慶大學(xué)召開的第5屆全國物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)的閉幕式上，我曾經(jīng)講過，希望我們國家將來研制的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器也能被別的國家采用。以前，基本上是學(xué)習(xí)、模仿國外的教學(xué)儀器，這次看到了我國自制儀器的曙光，或者說自制教學(xué)儀器的勢(shì)頭已經(jīng)很好了。比如中山大學(xué)研制的鎖相放大器、北京大學(xué)張朝暉教授研制的拉曼顯微鏡，如果拿到國外展覽都沒有問題；吉林大學(xué)研制的微型超高壓力標(biāo)定系統(tǒng)很好；中國科技大學(xué)和北京師范大學(xué)研制的糾纏態(tài)的實(shí)驗(yàn)裝置也很好。所以我個(gè)人覺得這些年來，我們整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)界在大家的努力下，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的研制上取得了可喜的成績。也許我掌握的材料不夠全面，但是我覺得非常高興，我深信我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的開發(fā)與研制會(huì)越來越好！

大家都有體會(huì)，如果你在學(xué)校里做實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，如果你有想法要帶本科生的科研實(shí)踐，如果需要一定的經(jīng)費(fèi)，學(xué)校絕對(duì)會(huì)給你的。只要你能夠做出成績，再申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)也是絕對(duì)沒有問題的。所以我覺得這么好的教學(xué)環(huán)境已經(jīng)來的很不容易了！在全球經(jīng)濟(jì)不景氣的今天，就是發(fā)達(dá)國家也很難做到這一點(diǎn)。所以我堅(jiān)信，有大家的勤奮努力，有政策與經(jīng)費(fèi)的支持，我國自主研制的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器一定能夠取得跨越式發(fā)展，走出國門，走向世界！

2　要注重在實(shí)驗(yàn)課中培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力

在會(huì)上大家提到的學(xué)生做物理實(shí)驗(yàn)總是覺得投入和產(chǎn)出比高！這個(gè)“高”絕不是好事，越高就表示學(xué)生學(xué)得越?jīng)]有興趣。我覺得作為一門物理實(shí)驗(yàn)課程，老師在教學(xué)中最重要的一點(diǎn)就是要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。如果實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生沒有學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，這個(gè)課程就是失敗的！那么怎么解決這個(gè)問題呢？我覺得應(yīng)從兩個(gè)方面考慮：從學(xué)生的角度，首先要弄清上實(shí)驗(yàn)課的目的，絕不是簡單地要取得一個(gè)好的成績，更重要的是要在這門課程中提高實(shí)驗(yàn)的能力。我們從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)的老師都知道，學(xué)生的能力大致包括以下幾個(gè)方面：1)一定要有一個(gè)仔細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)狀態(tài)的記錄本，干了那件事情一定要仔仔細(xì)細(xì)地記錄清楚，一定要養(yǎng)成這個(gè)習(xí)慣！如果沒有這個(gè)習(xí)慣，再聰明的人也會(huì)糊涂，數(shù)據(jù)做得越多越糊涂！2)我們做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就要知道所有要觀察到的原理都有一定的條件。在實(shí)驗(yàn)中這些條件是怎樣保障的，你在讀取數(shù)據(jù)之前，一定要搞清楚所有儀器的狀態(tài)，是不是符合你的要求，你觀察到的現(xiàn)象是不是你所預(yù)料的！是不是在定性上已經(jīng)搞清楚了！只有這些都搞清楚了，你才可以開始測(cè)量記錄數(shù)據(jù)，否則根本談不上“實(shí)驗(yàn)測(cè)量”。這是個(gè)非常重要的習(xí)慣。我們上課一定要讓學(xué)生養(yǎng)成這種習(xí)慣。往往很多研究生做了很多實(shí)驗(yàn)工作，最終都白做了，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？就是因?yàn)槟氵B儀器應(yīng)處的狀態(tài)都沒搞清楚。許多研究生說，研究了3年，前2年都是稀里糊涂過來的，結(jié)果最后這半年清楚了，一做就做出來了，這是什么原因呢？就是上面所談到的。另外，我們得到的測(cè)量結(jié)果呢？你要估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性、誤差有多大。沒有實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)的人，他在分析誤差的時(shí)候，因?yàn)楦鞣N因素很多，每個(gè)儀器都可能有影響。對(duì)于各種系統(tǒng)誤差和測(cè)量誤差，他也沒有用數(shù)量級(jí)的概念來區(qū)分主次，反正西瓜芝麻一把抓。對(duì)于可能出現(xiàn)的各種影響，哪個(gè)是主要因素，他搞不清楚。這需要長期工作的積累。對(duì)于結(jié)果準(zhǔn)確性的判斷、各種因素對(duì)它的影響，有些時(shí)候是需要進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)來確定的，這方面的能力也很重要。另外，做一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)愕玫搅私Y(jié)果以后，你覺得你的解釋正確嗎？有時(shí)不一定的。這時(shí)常常需要改變條件來檢驗(yàn)。這就需要學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器有非常深入地了解。首先要清楚怎樣改變條件去做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。所以我們?cè)谏蠈?shí)驗(yàn)課的時(shí)候，一定要讓學(xué)生真正了解實(shí)驗(yàn)裝置，不能當(dāng)作黑盒子來做實(shí)驗(yàn)。當(dāng)你改變條件后得到的很多結(jié)果，你都能解釋了，你得到的結(jié)論往往就是正確的。

最后談一下怎樣寫科學(xué)報(bào)告。相互交流的能力也是非常重要的。所以我想學(xué)生學(xué)做物理實(shí)驗(yàn)，目的不是為了分?jǐn)?shù)，是為了你以后的實(shí)踐工作的需要(無論你從事哪個(gè)職業(yè)的工作，工礦企業(yè)也好，科研單位也好)，這些本事絕對(duì)是重要的。我覺得我們教實(shí)驗(yàn)課的老師，正因?yàn)閹Я藢?shí)驗(yàn)課，注意了這方面的訓(xùn)練，所以在從事研究工作時(shí)，就顯得特別有能力，就是這個(gè)道理。實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員經(jīng)過了這樣的培養(yǎng)，也都是好樣的，都是社會(huì)上需要的人。我們這個(gè)崗位是一個(gè)出人才的崗位。所以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)中，一定不要把他的精力放在只取得數(shù)據(jù)從而得到好分?jǐn)?shù)就完了，這個(gè)是千萬要不得的。但是成績還是影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的。我從自己幾十年教學(xué)實(shí)踐中感到，我們的成績分布老打不開。就是一個(gè)班上的成績分布，是個(gè)很窄的高斯分布，這個(gè)中心值就在80分左右。這樣呢，很多好學(xué)生開始很愿意做這個(gè)實(shí)驗(yàn)?；撕芏鄷r(shí)間，結(jié)果得的分?jǐn)?shù)還是老樣子，他就感到?jīng)]意思了。我是覺得在打分的時(shí)候，我不主張老師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的每一個(gè)細(xì)節(jié)都打分(當(dāng)然打分包括加分和扣分)，因?yàn)檫@樣的結(jié)果無法打出高分。對(duì)老師來說，20個(gè)學(xué)生如此挨個(gè)打分，我是當(dāng)不了這個(gè)老師的，就是15個(gè)學(xué)生，10學(xué)生，我都當(dāng)不了這個(gè)老師。要把老師的精力放在提高學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣上來。我的觀點(diǎn)就是不要把分打得太細(xì)。既然我們知道實(shí)驗(yàn)課的目的就是能力的訓(xùn)練、培養(yǎng)，如果某個(gè)實(shí)驗(yàn)的某一方面做得特別好，我覺得就應(yīng)該給高分?，F(xiàn)在北大好的學(xué)生可打110分。這樣，才能把分?jǐn)?shù)區(qū)分開，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。反正我的觀點(diǎn)就是，實(shí)驗(yàn)課國家投入了那么多錢，有那么多的老師(和理論課比，我們的實(shí)驗(yàn)課的師生比要比理論課的師生比大得多，所以國家的投入也是很大的)，所以我們必須思考怎樣能使實(shí)驗(yàn)課在培養(yǎng)人才方面發(fā)揮更大的作用，怎么調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，希望大家共同努力！

3　怎樣處理好現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的關(guān)系

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備引入到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，這些新技術(shù)的引用，在信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的采集與處理、人機(jī)交互等方面為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了很多便利，尤其是一些模擬實(shí)驗(yàn)課件的應(yīng)用，更是有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，有利于對(duì)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理的了解。尤其有利于對(duì)貴重的實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備的保護(hù)，減小誤操作。這些對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量，減輕教師負(fù)擔(dān)大有益處。但它決不能代替學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，不能因引入現(xiàn)代化教學(xué)手段而消弱了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，現(xiàn)代化教學(xué)手段只能是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“催化劑”，與此同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和訓(xùn)練。工廠生產(chǎn)的儀器與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的儀器是不同的，教學(xué)儀器要求學(xué)生能夠改變各種條件去做實(shí)驗(yàn)，不是整體式，更不是傻瓜式，而應(yīng)該是積木式。要能夠改變條件做實(shí)驗(yàn)，先進(jìn)儀器的引入，要考慮能給學(xué)生哪些能力的培養(yǎng)。要將新儀器改裝成使學(xué)生能夠改變一些實(shí)驗(yàn)條件的裝置，便于學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中獲得更大的收益！

我這次來，還有一點(diǎn)感受就是我們這個(gè)研究會(huì)領(lǐng)導(dǎo)層、理事長、副理事長與常務(wù)理事之間合作得非常好。這是我非常高興的，我相信，我們這個(gè)研究會(huì)一定能夠興旺發(fā)達(dá)，一定能在我國高校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮越來越大的作用！